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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平放置的平行板电容器,原来两极板不带电,上极板接地,极板长L=0.1m,两板间距离d=0.4cm,有一束相同的带电微粒以相同的初速度先后从两板中央平行于极板射入,由于重力作用微粒能落到下极板上,微粒所带电荷立即转移到下极板且均匀分布在下极板上.若前一微粒落到下极板上时后一微粒才能开始射入两极板间.已知微粒质量为m=2×10-6kg,电荷量q=1×10-8C,电容器电容C=10-6F,取g=10m/s2.求:

(1)为使第一个带电微粒的落点范围能在下极板中点到右边缘的B点之内,求微粒入射的初速度v0的取值范围;

(2)若带电微粒以第一问中初速度v0的最小值入射,则最多能有多少个带电微粒落到下极板上.

正确答案

解:(1)若第1个带电微粒落到下极板中点O,由=v01t1

=gt12,得v01=2.5m/s

若微粒落到B点,由L=v02t2=gt22得v02=5m/s

故微粒入射初速度v0的取值范围为2.5m/s≤v0≤5m/s.

(2)由L=v01t,得t=4×10-2s

=at2,得a=2.5m/s2

由mg-qE=ma,E=,得Q=6×10-6C

所以n==600(个).

答:(1)微粒入射的初速度v0的取值范围2.5m/s≤v0≤5m/s;

(2)最多能有600个带电微粒落到下极板上.

解析

解:(1)若第1个带电微粒落到下极板中点O,由=v01t1

=gt12,得v01=2.5m/s

若微粒落到B点,由L=v02t2=gt22得v02=5m/s

故微粒入射初速度v0的取值范围为2.5m/s≤v0≤5m/s.

(2)由L=v01t,得t=4×10-2s

=at2,得a=2.5m/s2

由mg-qE=ma,E=,得Q=6×10-6C

所以n==600(个).

答:(1)微粒入射的初速度v0的取值范围2.5m/s≤v0≤5m/s;

(2)最多能有600个带电微粒落到下极板上.

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题型: 多选题
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多选题

下列说法正确的是(  )

A在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上各处的电场强度都相同

BE=仅适用于直空中点电荷形成的电场

C电场强度方向就是放入电场中的电荷受到的电场力的方向

D电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关

正确答案

B,D

解析

解:A、在一个以点电荷为中心,r为半径的球面上各处的电场强度的大小都相同,而方向不同,故A错误;

B、E=仅适用于真空中点电荷形成的电场,故B正确;

C、电场强度方向就是放入电场中的正电荷受到的电场力的方向,故C错误;

D、电场中某点场强的方向,与试探电荷的正负无关,与正点电荷受到的电场力方向相同,与负点电荷受到的电场力方向相反,故D正确;

故选:BD.

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题型: 单选题
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单选题

关于点电荷产生的电场,下列叙述正确的是(  )

A以点电荷为球心,以r为半径的球面上,各点的电场强度都相同

B正电荷周围的电场一定比负电荷周围的电场强

C在电场中某点放入检验电荷q,若检验电荷受到的电场力为F,则该点的电场强度为E=,取走检验电荷q后,该点电场强度不变

D和电场强度的定义式E=一样,点电荷电场的场强计算公式E=对于任何电场都是适用的

正确答案

C

解析

解:A、点电荷为圆心,r为半径的球面上,各点的电场强度大小相同,但方向不同,故A错误;

B、正电荷周围的电场强度不一定比负电荷周围的电场强度强,除与各自电荷量外,还与电荷的距离有关.故B错误;

C、在电场中某点放入试探电荷q,该点的场强为E=,取走q后,没有了电场力,但该点的电场强度仍不变,故C正确;

D、点电荷电场的场强计算公式E=,适用于点电荷电场.故D错误;

故选:C

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题型: 单选题
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单选题

下列说法中,正确的是(  )

A由公式可知,在离点电荷非常近的地方(r→0),电场强度E可达无穷大

B由公式EP=φq可知负电荷在电势低的地方具有的电势能大

C由Uab=Ed可知,匀强电场中的任意两点a、b间的距离越大,则两点间的电势差也一定越大

D公式C=,电容器所带电量Q越大,电压U越小,电容器的电容C越大

正确答案

B

解析

解:A、点电荷场强公式E=kQr2中,Q为场源电荷的带电量,场源电荷应该为点电荷模型,只有当电荷的大小很小,对所要研究的问题可以忽略不计时,实际电荷才可以简化为点电荷,当r→0时,电荷已经不能简化为点电荷,公式已经不成立,故A错误;

B、电势能与电势关系公式EP=φq中,当q取负值时,φ越小,电势能EP越大,故B正确;

C、匀强电场中的场强与电势差的关系公式Uab=Ed中的d为沿电场线的距离,故C错误;

D、电容器的电容由电容器本身决定,与带电量无关,故D错误;

故选B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在真空中的一直角坐标系xOy平面内,有一个质量为m、电量为+q的粒子(不计重力),从原点O沿y轴正方向以初速度v0射入,为了使此粒子能够沿圆弧轨道通过定点P(a,-b),可以在坐标系xOy平面内的某点固定一带负电的点电荷,若静电力常数为k.求:该点电荷的电量Q.

正确答案

解:在图中O′处固定一个带负电的点电荷Q,使粒子在库仑力作用下绕O′做匀速圆周运动,其轨道半径为R.

由图知θ=2α,

由牛顿第二定律得:

解以上各式得:

答:该点电荷的电量为:

解析

解:在图中O′处固定一个带负电的点电荷Q,使粒子在库仑力作用下绕O′做匀速圆周运动,其轨道半径为R.

由图知θ=2α,

由牛顿第二定律得:

解以上各式得:

答:该点电荷的电量为:

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